树脂封装型led光源的制作方法

文档序号:8146539阅读:418来源:国知局
专利名称:树脂封装型led光源的制作方法
技术领域
本发明涉及在光电遮断器等内用的树脂封装型LED光源。
LED芯片102具有包含发光层21c的芯片主体21。在芯片主体21的下面形成下面电极22,在其上面形成上面电极23。一旦在这些下面电极22及上面电极23之间施加规定电压,则发生从发光层21c产出的光。更正确地说,从发光层21c的任意点以放射状发出光。
封装体3由相对发光体21c发出的光为透明的树脂形成。如图3所示,封装体3由矩形的主体31和在该主体31的一侧面上形成的凸透镜部6构成。虽未图示,但封装体3除了透镜部6处之外,被光遮蔽膜覆盖。从发光层21c发出的光经透镜部6照射到封装体3的外部。
如果参照图4说明,则可以假想在封装主体31和凸透镜部6之间有平坦的境界面5。在现有的LED光源101中,相对该境界面5配置LED芯片,以便使发光层21c的一侧面21c1平行。因为这种结构,现有的光源具有以下所示的不合适的情况。
如以上所述,如果在下面电极22及上面电极23之间施加电压,则从发光层21c的任意点发出光。图4是示出从发光层21c的中央发光点O发出的光进行的路径。如同一图所示,从发光点O出发的光在顶角(「漫射角度」)为α的三角形的区域内进行。然后,光从发光层21c向树脂封装体3射出期间折射。发光层21c的折射率比树脂封装体3的折射率大。因此,进入封装体3内的光应当在具有比α还大的漫射角β的三角区域内进行(漫射角α例如为8.4°,漫射角β例如为20°),其后,光经透镜部6向封装体3的外部射出。
在上述构成中,在从发光点O发出的光内,照射到封装体3外部的光只是一点点。具体讲,在漫射角α为8.4°时,进行估算,只不过是2.3%左右(=8.4÷360)的光向封装体3的外部射出。因此,如果用足够的光量照射目标物,则产生消耗电力变大,或LED芯片大型化等问题。
本发明提供的LED光源包含矩形LED芯片,和内藏前述LED芯片的同时,相对前述LED芯片发出的光为透明的树脂封装体。在前述树脂封装体内,设置用于把前述LED芯片发出的光射出到前述封装体外部的光射出部。前述LED芯片具有以面对前述光射出部的方式配置的、相互邻接的两个侧面。
优选前述LED芯片具有1个对角线,以便使该对角线的延长线通过前述光射出部。
优选前述对角线的延长线与前述光射出部的中心正交。
优选前述光射出部包含凸透镜。
优选前述封装体除了前述凸透镜之外被遮光材料覆盖。
优选前述LED光源还包含覆盖前述LED芯片所具有的整个一个面的电极。
优选前述LED芯片包含发光层,该发光层的折射率比前述封装体的折射率大。
本发明的其它特征及优点从以下合适实施例的说明更加一目了然。
图2是示出

图1光源的平面图。
图3及图4是说明现有的LED光源的图。
具体实施例方式
以下,边参照附图边具体说明本发明合适的实施例。
图1是示出根据本发明的LED光源的立体图,图2是示出图1的LED光源的平面图。在这些图上,对于与现有的LED光源(图3及图4)的构成部件相同或类似的构成部件附以同一符号。
图1所示的LED光源1包含LED芯片2和内藏该芯片的树脂封装体3。LED芯片2包含叠层多层半导体层的芯片主体21。具体讲,在基板21a上形成p型半导体层21b,发光层(活性层)21c,以及n型半导体层21d。
芯片主体21的下面上设置下面电极22,在其上面设置上面电极23。下面电极22由导电性优良的金属材料(例如Au)形成,覆盖芯片主体21的下面整个区域。上面电极23由与下面电极22相同的金属材料形成,覆盖芯片主体21的上面整个区域。
具有上述构成的LED芯片2例如可以如下所示地制造。首先,准备GaAs制基板。其次,在该基板上顺序外延生成p型GaAlAs覆盖层,GaAlAs活性层及n型GaAlAs覆盖层。据此得到半导体晶片。其次,在该半导体晶片上面及下面形成导电性材料构成的膜。最后,把半导体晶片分割成多个芯片。如图2所示,在平面图上LED芯片2是正方形。
如上所示得到的LED芯片2通过树脂材料封装。在图1及图2的实施例中,LED芯片2在树脂封装体3内载置于第1引线41上,以便下面电极22与第1引线41电连接。芯片2的上面电极23经导线43与第2引线42连接。第1及第2引线41,42例如是铜制或铁制的。
封装体3由对LED芯片2发出的光透明的树脂形成。作为这样的树脂例如用不含有填充剂的透光性环氧树脂等。树脂封装体3可如下所示形成。首先,在第1引线41上焊接LED芯片2之后,通过用线焊使第2引线42和LED芯片2的上面电极23连接。其次,把LED芯片2和引线41,42的一部分一起安装在铸模用金属模的空腔内。其后,把溶融的树脂材料注入该空腔内,最后使注入的树脂固化。
树脂封装体3由封装体主体31和在该封装体主体31的侧面上形成的凸透镜部6构成。在树脂封装体3上除了凸透镜部6处之外,形成遮光膜(图示略)。如图2所示,在封装体主体3 1和透镜部6之间可以设想平坦的境界面5。
本发明的LED光源1相对现有的光源(图3及4)有以下不同点。
正如参照图4所说明的,在现有的构成中,半导体芯片的发光层21c的一侧缘21c1相对用虚线表示的境界面5是平行的。一方面,在本发明的LED光源1中不采用这样的构成,具体讲,如图2所示,LED芯片2载置在第1引线上,以便对角线2c的延长线与境界面5垂直相交。此外,在图示的实施例中,交点P成为与境界面5对应的线段QR的中点。其结果,在芯片2中邻接的两侧面2a,2b构成为与境界面5倾斜地面对。
以下,对具有上述构成的LED光源1的作用加以说明。
在LED光源1中,如果在下面及上面电极22,23之间施加规定电压,则产生从发光层21c发出的光。该光从发光层21c进入树脂封装体3时折射,这与现有的情况是相同的。然而,现有的光源(参照图4),从LED芯片2的中央部O发出的光从单一的路径到达透镜部6,而本发明的光可从两条路径到达透镜部6。
具体讲,如图2所示,从中央部O出发的光的一部分经上述侧面2a到达透镜部6(「第1路径」),另一部分的光经另一侧面2b到达透镜6(「第2路径」)。这时,如图2所示,对第1路径确定两个漫射角αa,βa,同样地对第2路径确定两个漫射角αb,βb。根据发明者的试验,漫射角βa及βb一起取20°(与现有的漫射角β相同值)时,判明αa及αb共同为约6°。
从上述结果可以看到,本发明的LED光源1的情况下,从中央部O发出的光中3.3%左右(=(6+6)÷360)从封装体3照射到外部。该值是现有值的约1.43倍(=(αa+αb)÷α)。即,根据本发明,用比现有方式的光输出小的LED芯片,是可以确保与现有方式同等的射出光量的。通常光输出小的LED芯片是比光输出大的芯片更便宜,尺寸小。因此,如果利用本发明的光源,可以制造例如小型,性能更佳,而且便宜的光电遮断器。
本发明如以上说明,然而显然对其能够改变成其它各种形态。这种改变不脱离本发明的思想及范围,对本领域人员自己明了的所有变更应当包含在以下的权利要求范围内。
权利要求
1.一种LED光源,其具有矩形的LED芯片;以及内藏所述LED芯片且相对所述LED芯片发出的光为透明的树脂封装体,其特征为,在所述树脂封装体内设置光射出部,用于把所述LED芯片发出的光射出到所述封装体的外部,所述LED芯片具有以面对所述光射出部的方式配置的、相互邻接的两个侧面。
2.根据权利要求1所述的LED光源,其特征为,所述LED芯片具有1个对角线,该对角线的延长线通过所述光射出部。
3.根据权利要求2所述的LED光源,其特征为,所述对角线的延长线与所述光射出部的中心正交。
4.根据权利要求1所述的LED光源,其特征为,所述光射出部包含凸透镜部。
5.根据权利要求4所述的LED光源,其特征为,所述封装体除了所述凸透镜部外,被遮光材料覆盖。
6.根据权利要求1所述的LED光源,其特征为,还包含覆盖所述LED芯片所具有的整个一个面的电极。
7.根据权利要求1所述的LED光源,其特征为,所述LED芯片包含发光层,该发光层的折射率比所述封装体的折射率大。
全文摘要
本发明的LED光源包含矩形的LED芯片和内藏该芯片的透明树脂封装体。在树脂封装体内设置凸透镜部,用于把LED芯片发出的光射出到封装体的外部。LED芯片具有以面对该凸透镜部的方式设置的、相互邻接的两个侧面。
文档编号H05B33/04GK1447449SQ0312131
公开日2003年10月8日 申请日期2003年3月25日 优先权日2002年3月27日
发明者上田孝史 申请人:罗姆股份有限公司
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